桥梁混凝土裂缝控制

浅谈桥梁混凝土裂缝的控制

摘要：桥梁混凝土裂缝分为结构裂缝和非结构裂缝，文章简要分析了结构裂缝和非结构裂缝产生的成因，并提出防治措施，以供参考。

关键词：桥梁；裂缝；防治

混凝土因其取材广泛价格低廉、抗压强度高可浇筑成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为桥梁结构中使用最广泛的材料。在应用混凝土材料进行桥梁及隧道等工程建设中，人们会发现，混凝土开裂是最常见的一种病害，裂缝的出现不仅影响工程质量，而且会导致桥梁垮塌。因此，如何提高混凝土的外观质量减少裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业要解决的重点问题。

一、桥梁裂缝的分类

混凝土桥梁裂缝可以分为结构裂缝和非结构裂缝，结构性裂缝包括设计结构性裂缝和施工结构性裂缝；非结构裂缝，包括塑性裂缝、温差裂缝、长期干裂缝、龟裂缝和一些侵害性裂缝。

二、结构性裂缝的成因分析

结构性裂缝是由荷载引起的，其裂缝与荷载相对应，是承载力不足的结果，其裂缝形式多种多样，主要原因如下：

1．混凝土骨料中的活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应、硫酸欲与水泥水化时产生的铝酸钙反应，会因体积膨胀

而使产生很高的局部拉力，并且有害的化学反应、混凝土中的钢筋生锈，模板的渗透性低、中，水泥用量过大，导致众多的侵害性效应凝聚，使得混凝土发生器质性的变化，裂缝也随之产生。

2．设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

3．在施工过程中，由于锚垫板位置没按设计位置布置、错度、错垫板板后螺旋筋，没有顶牢铺垫板、锚垫板栓，造成了预应力结构的张拉裂缝，诸如普通钢筋连续箱梁支架拆除时，产生的裂缝都是如此。

4．联箱梁落架不可能在瞬间完成，有一个从简支梁到连续梁的受力体系以接近设计受力体系的力式进行转换，那么连续粱的负弯矩区在简支过程中，由于落架顺序不当或落架时间过长，未达到设计规定的张拉强度，梁底是极有可能要产生横向裂缝。

5．虽然在施工时针对非预应力的预制梁板及非预应力现浇连续箱梁设置了预拱，但在荷载作用下必然会产生的设计结构裂缝，非预应力现浇连续箱梁还在粱顶负弯知区产生裂缝，同时这种裂缝小于0.2毫米或设计规定的范围就是正常的、安全的，否则就需要采取相应的措施进行加固。

三、非结构性裂缝的成因分析

（一）温差裂缝

混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性，深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一，受温度变化的影响热细冷宽。引起温度变化的主要因素有：

1．水泥水化过程产生一定的水化热，其大部分热量是在3d以内放出，特别是大体积混凝土，产生的大量水化热不容易散发，内部温度不断上升，到达较高温度，而混凝土表面散热较快，使内外产生非线性的温度苇。当温度差变形产生的应力超过混凝土抗拉强度，混凝土便产生裂缝。

2．蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，由于混凝上升温或降温控制不严，升、降过速，致使混凝土表面剧烈升温或降温，使内外产生非线性的温度差。当温度差变形产生的应力超过混凝土抗拉强度，混凝土便产生裂缝。

1．混凝土随着温度变化会产生热胀冷缩变形，变形受到约束，必在混凝土内产生内应力，混凝土热胀变形则产生压应力；混凝土冷缩变形，则会产生拉应力由于混凝土抗拉强度较低，当混凝土内的拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土便产生裂缝。

（二）收缩性裂缝

收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化，它主要包括塑性

收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始，进行养护之前。此时水泥水化反应剧烈，会出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩。收缩时，表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约，使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力，从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后。由于混凝土表层的水分损失快，而内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受的拉力超过其抗拉强度时，即会产生收缩裂缝。混凝土硬化以后的收缩主要就是干缩。例如配筋率较大的构件（超过3％时），钢筋对混凝土收缩的约束就比较明显，混凝土表面更容易出现龟裂裂纹。

四、控制桥梁裂缝产生的防治措施

（一）原材料的选择与质量控制

原材料的选择包括水泥、骨料和添加剂，以及配合比的设计等。

1．由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热，降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥。在施工中一般采用中热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，由于水泥的细度会影响水化热的放热速率，因此，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小。此外为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，可以把部分水泥用粉煤灰代替。

2．由于骨料在混凝土中起着重要作用，为了尽量减小空隙率，混凝土中骨料应具有良好的颗粒级配；为了保证与水泥浆更多地结

合，砂石表面应干净；为了保证混凝土的耐久性，应尽可能减少含有的杂质。石子的粒径较大时，混凝土所需的水泥用量和用水量都减少，降低混凝土的水化热，同时混凝土的干缩也较小。但石子太大，混凝土的搅拌和其他操作在施工中都将发生困难，而且易产生离析。针对以上情况，在施工中选用两个级配，一种为5～16mm碎石，另一种为l0～25mm粒径石子。结合施工经验，粗砂细度模数为2．6～2．9。

3．可以根据设计要求，在混凝土中掺加一定用量的外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等，以保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性。许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行试验对比和研究，选择好合适的外加剂比单纯依靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

（二）混凝土温度控制

1．为了降低混凝土的浇筑温度，拌合混凝土时用水将碎石冷却。

2．夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

3．在混凝土中埋设水管，通入冷水进行内部降温。

4．严格控制混凝土的入模温度。桥梁的混凝土浇筑宜选择在春秋节施工，如果必须在夏季施工应采取有效措施降低入模温度，同时浇筑混凝土时最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。

5．控制好拆模时间，气温骤降时进行表面保温，避免混凝土表面产生急剧的温度梯度。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模